遥控器前模整体电极的数控加工研究及其应用

钱杨林，钱春华

（湖南科技经贸职业学院，衡阳 421009）

0 引言

众所周知，小型电器产品如手机、遥控器等的外壳都是用模具生产出来的，这类产品外观质量好坏主要取决于其模具的前模质量好坏。此类产品模具的前模加工制造时，往往要用一整体大电极进行放电，以消除刀具加工接痕，提高前模整体光洁度，从而以后模具生产出的电器产品外观更光洁、美观。本文就以遥控器的整体电极为例，详细论述了此类产品前模整体电极的数控加工工艺和编程方案，使大家对这类产品的前模整体电极加工有个清楚的理解，以便更好地为生产实践服务。

1 遥控器整体电极几何尺寸分析

图1 遥控器整体电极实体图

如图1所示遥控器整体电极的几何尺寸为：长120mm，宽45mm，高18mm,上部三个较大凹槽内壁最小曲率为2.6mm, 其它小凹槽内壁最小曲率为1.6mm。

根据以上情况，电极坯料下料尺寸为：125mm×50mm×30mm，因为电极下料一般单边多1-3 mm左右，厚度要抛平口钳的装夹值，所以下料为以上尺寸，材料为紫铜。

2 遥控器整体电极加工工艺分析

根据以上情况其整体加工规划如下：

整体开粗—清理残料（相当于局部开粗）—半精—精加工

下面以广泛使用的UG数控编程为例（其它软件类同），详细论述其精公电极的加工工艺和数控加工规划过程。注意此电极火花间隙为0.07 mm

根据以上分析其坯料尺寸为：125mm×50mm×30mm，属小型电器模具电极，所以开粗没必要用太大刀具，大刀具开粗小坯料时效率方面体现并不明显，何况小料加工刀具太大，残料太多，使以后整体加工效率降低，建议用合金平刀D12 mm，加工铜料尽量用合金刀，因合金刀具效率高，再者铜料硬度低，不伤刀，刀具经济耐用。加工方式用UG的三维型腔铣（CAVITY_MILL），加工深度为12.8mm(即只对图1电极底座以上部位开粗)，每层切深为0.5mm，采用等距环切的走刀方式进行开粗，刀间距70%刀具直径, 因电极整体高度不高,所以侧面单边留余量0.1 mm,如电极整体高度较高, 侧面单边留余量相应大些。（此部分参与放电，以后最终余量为-0.07 mm，也就是电极火花间隙为0.07 mm），最底面留余量0.1 mm，形成刀路如图2所示。

图2 开粗上部分

图3 开粗底座部分

用UG二维外形刀路(PLANAR_MILL)对电极底座进行开粗, 每层切深为0.5mm，留余量0.2mm。（因电极底座不参与放电，以后最终加工到余量为零即可。）形成刀路如图3所示。

加工方式仍用UG的三维型腔铣（CAVITY_MILL），加工深度为12.8mm，采用参考刀具清料方式，对电极底座以上部分进行残料清理，也就是相当于局部开粗，因上部三个较大凹槽内壁最小曲率为2.6mm, 其它小凹槽内壁最小曲率为1.6mm。但大部分残料是留在多数的小凹槽里，因此以小凹槽内壁最小曲率为1.6mm作为清料刀具的半径参考，选用半径略小于1.6mm的合金平刀D3mm为清残料刀具。形成刀路如图4所示。

图4 清理残料

图5 半精上部分

因开粗后上部留料呈明显的阶梯状, 用UG的区域铣削（CONTOUR_AREA）刀路，采用较大合金球刀D8R4进行平行半精加工，以便上部面余料均匀，使以后精加工刀具受力均匀，加工出的面光洁度才能更好。因这时半精刀具受力较大,所以球刀不能太小,太小受力不行。刀间距0.5mm，余量0.1mm。形成刀路如图5所示。其它部位留料已基本均匀，再者铜料属易加工料，因此可不半精。

用合金平刀D12，采用UG二维外形刀路(PLANAR_MILL)对电极底座侧面进行精加工，Z向一次到位，侧向分两次铣，一次侧向吃料0.15mm，另一次侧向吃料0.05mm，留余量0mm。此处不参与放电，起校准作用，因此不必过切。形成刀路如图6所示。

用新合金平刀D12，采用UG二维刀路(FACE_MILLING)对电极底座上表面和上面三个较大凹槽底面进行精加工，刀间距50%刀具直径,底面余量为0 mm，因这些面都没参与放电，是避空模具的。侧向余料参数设置为0.3mm，（只要略大于侧面现在实际留料即可。主要防止此时把侧面也铣到了），形成刀路如图7所示。

图6 精底座侧面

图7 对上部大水平面精加工

用新合金平刀D12，采用UG二维刀路(FACE_MILLING)对电极底座上表面的垂直侧面进行精加工，侧面余量为-0.07 mm，底面余量为0 mm，侧向分两次铣，一次侧向吃料0.15mm，另一次侧向吃料0.05mm，形成刀路如图8所示。

图8 精上垂直侧

图9 精上部分面

采用UG的区域铣削（CONTOUR_AREA）刀路，用新合金球刀D6R3，对上部分面进行平行精加工，刀间距0.15mm，余料为-0.07 mm，形成刀路如图9所示。

采用UG的等高外形（ZLEVEL_PROFILE）刀路，用新合金球刀D6R3，对部分非垂直侧面进行精加工，层间距0.15mm，余料为-0.07 mm，形成刀路如图10所示。

图10 精非垂直侧

图11 精大凹槽非垂直侧

采用UG的等高外形（ZLEVEL_PROFILE）刀路，对上部三个较大凹槽内侧壁进行精加工，因内壁最小曲率为2.6mm，刀具用半径略小于2.6mm的新合金平刀D4，这些侧面并不垂直，但很陡且不高，适合用平刀加工，加工刀路需走得密，因此层间距0.1mm，侧面余量为0 mm，为了实现侧面过切-0.07 mm ，D4刀具直径在UG中设为（4-2X0.07），以此种骗刀法方式解决软件此时侧余量输负数报警问题。底面不参与放电余量为0 mm，形成刀路如图11所示。

用新合金平刀D4，采用UG二维刀路(FACE_MILLING)对上面小凹槽底面进行精加工，刀间距50%刀具直径,余量为0 mm，因这些面都没参与放电，是避空模具的。形成刀路如图12所示。

图12 精小槽底

图13 精小槽非垂直侧

采用UG的等高外形（ZLEVEL_PROFILE）刀路，对上部其它小凹槽内侧壁进行精加工，因内壁最小曲率为1.6mm，刀具用半径略小于1.6mm的新合金平刀D3，这些侧面并不垂直，但很陡且不高，适合用平刀加工，加工刀路需走得密，因此层间距0.1mm，侧面余量为0 mm，为了实现侧面过切-0.07 mm ，D3刀具直径在UG中设为（3-2X0.07），以此种骗刀法方式解决软件此时侧余量输负数报警问题。底面不参与放电余量为0 mm，形成刀路如图13所示。

总之，对参与放电面要过切一火花间隙，不参与放电的面可不过切，然后把以上刀路后处理生成NC代码，输入CNC数控机床，装上相应刀具，便可把电极合理加工出来。

3 结束语

通过对遥控器前模整体电极数控加工方法及工艺的研究，使大家对这类小型电器产品的前模整体电极的加工，有深入理解。可有效提高以后相关模具的质量、精度和生产效率。